6. Титан и его сплавы.

Один из самых распространенных металлов в земной коре – Ti отличается малым удельным весом (4,5), высоким сопротивлением коррозии и высокой прочностью. Он обладает высокой температурой плавления (166010 ^оС), парамагнитен и существует в 2-х аллотропических модификациях  и . Важнейшими легирующими элементами для сплавов из титана являются Al, V, Mo, Mn, Cr и Sn, которые образуют у них твердые растворы замещения.

По структуре различают 3 группы титановых сплавов: на основе  - твердого раствора, на основе  твердого раствора, на основе  - твердого раствора. Наиболее широко применяются сплавы П группы, термообработка которых позволяет значительно повышать механические свойства.

Очень распространенным сплавом является сплав ВТ6, он теплоустойчив, его  - фаза упрочнена алюминием, а  - фаза стабилизирована вахадием. Он рекомендуется для изделий, подвергаемых термической обработке и сварке, работающих при повышенных температурах в пределах 400 ^оС

Наиболее перспективным является сплав ВТ15 со структурой из  - фазы. Сплав ВТ15 после нагрева до 800 ^оС, последующей закалки в воде и старения при 450⁰С в течение 50 ч получает предел прочности 155 кг/мм². Высокая прочность сплава ВТ15 сохраняется до 500 ^оС (при выдержке 30 мин.), резкое разупрочнение наступает только при температуре 600 ^оС.

Для титановых сплавов, содержащих вредные примеси, образующие твердые растворы замещения, характерна “омега-хрупкость”. Промежуточная  - фаза благодаря сложности своей кристаллической решетки отличается высокой твердостью и хрупкостью. Она образуется из неустойчивой  - фазы в интервале температур от комнатной до 480⁰С при следующем превращении: . Алюминий частично устраняет образование  - фазы, при добавке его в сплавы, содержащие V и Mn. Изделия из титановых сплавов могут подвергаться химико-термической обработке, т.е. насыщению карбонитридами, что повышает твердость и износостойкость поверхности.

Малый удельный вес, высокая прочность и большая по сравнению с алюминиевыми и магниевыми сплавами, теплоустойчивость обеспечивает применение титановых сплавов в авиационной промышленности.

Благодаря высокой коррозионной стойкости титан применяется в химической и пищевой промышленности, а также в судостроении.

Sn, Pb, Zn и их сплавы подшипниковые сплавы и припои.

1. Требования к подшипниковым сплавам.

2. Классификация подшипниковых сплавов.

3. Баббиты.

4. Припои.

В современных машинах и приборах широко применяют подшипники скольжения из-за их устойчивости к вибрациям, небольших габаритов и бесшумности в работе.

Для изготовления подшипников скольжения используют антифрикционные материалы, основные служебные свойства которых – это сопротивление усталости и способность обеспечивать низкий коэффициент трения скольжения. Результатом является низкие потери на трение и небольшая скорость изнашивания сопряженных деталей.

Исходя из условий работы, подшипниковый материал должен иметь прочную, сравнительно пластичную и вязкую основу, которая сочетается с твердыми опорными включениями.

Требования к подшипниковым сплавам следующие:

1. Высокие механические свойства при рабочих температурах, особенно предел выносливости, во избежание выкрашивания подшипникового сплава из-за усталостных трещин. Твердость, износостойкость и предел прочности на сжатие. Модуль упругости должен быть низким, чтобы обеспечивать передачу нагрузки на более прочный материал стального вкладыша.

2. Способность удерживать смазку для обеспечения низкого коэффициента трения, а также приработки и поглощения посторонних твердых частиц. Например, работа с шейкой вала средней твердости (НВ300) должна быть без образования в ней зазоров.

3. Коррозионная стойкость в среде масел с кислотами.

4. Хорошая теплопроводимость, обеспечивающая отвод тепла от поверхности трения. Тпл должна быть не очень низкой и не очень высокой во избежание выплавки подшипника и для легкости заливки.

5. Высокие технологические свойства – удобство заливки, хорошая сцепляемость с заливаемой поверхностью и хорошая обрабатываемость.

6. Невысокая цена.

Антифрикционные сплавы по своей структуре должны быть гетерогенными, состоящими из мягкой, пластичной основы и включений более твердых частиц. При вращении вал опирается на твердые износостойкие частицы, а основная масса, истирающаяся более быстро, прирабатывается к валу и образует сеть микроскопических каналов. По ним циркулирует смазка, увлекая за собой продукты износа. Наиболее широко используют сплавы на оловянной и свинцовой основе – баббиты, сплавы на цинковой и алюминиевой основах, а также Cu-Pb сплавы.